Biosite, Bayer, and Roche对BNP和NT-proBNP方法学之间的分析关系
DOI: 10.1309/F86FVEFDGX06DTUV
摘要
本研究决定了对于患者监测，将用Tirage（(BNP, Biosite, San Diego, CA)、Centaur (BNP, Bayer Diagnostics, Tarrytown, NY)和Elecsys 2010 (N-terminal proBNP; Roche, Indianapolis, IN)检测结果进行转换是否可行。对肾损伤患者的检测和结果的一致性也进行了评估。样本主要来自急诊中心的患者。Biosite测试立即完成；Bayer和Roche测试稍后在冷冻储存(–30°C)的血浆上完成。Logistic回归关系如下: Bayer = 0.57 Biosite + 23.1, n = 121, R2 = 0.85; Roche = 6.09 Biosite – 220.4 + 1,131.6 (女性), n = 131, R2 = 0.57; and Roche = 15.34 Bayer + 2,400.8, n = 150, R2 = 0.23. 免疫血清肌酸酐水平升高 (≥2 mg/dL [≥177 µmol/L])会影响Roche的结果。由本前瞻性研究，我们得到结论如下: (1)由一种方法得到的结果用回归关系转换为另一种方法是不可靠的。(2) 当使用厂商的cutoff 值时，检测的一致性是可接受的。(3)肾损伤影响Roche的结果。
B型钠尿肽 (BNP)和N终端-proBNP (NT-proBNP)通常被认为是心衰的标志物。它们主要由心室产生，其次由心房和大脑分泌。可产生BNP的细胞首先合成proBNP前体，在细胞内通过分离一个26位氨基酸转换为proBNP片断。然后proBNP裂解为具有活性的xxBNP和无活性碎片NT-proBNP。两者都在循环中出现。BNP由C型钠尿肽受体的交互作用和中性肽链内切酶xx。 NT-proBNP 被确信为由肾脏xx，导致半衰期（约90分钟）比BNP（约22分钟）更长。
BNP和NT-proBNP在心衰评估中的有效性已被很多研究者从事研究。一个主要的兴趣领域是进入急诊的表现呼吸困难的患者。这样的病例可能难以诊断，而BNP在这种情况下显示有益于帮助诊断。研究也调查了BNP用于心衰xx监护和单独或和其它心脏标志物一起预测长期预后。因为已经公认NT-proBNP主要由肾脏xx，所以认为对于有肾损伤的病人难以解释结果，而BNP水平可能是{sx}的检测。但在“非适当呼吸”的扩展研究中，McCullough等人认为BNP水平事实上与肾小球滤过率也稍有关联。该研究建议更高的cutoff值200 ng/L可能对肾小球滤过率低于60 mL/min 每1.73 m2的病人可能更适当。现在100 ng/L的cutoff值被推荐用于普通人群。Luchner等人在对NT-proBNP的研究中也得到了相似的结论。肾损伤对任何新近检测的使用是否有影响尚无定论。
最初对BNP和NT-proBNP的研究使用“homebrew”检验通常包括萃取步骤和放射性免疫测定方法。在1993年，Shionogi（大阪，日本）提出了BNP的{dy}次商业检测。因为这是一项免疫放射测定，在临床实验室未能得到广泛应用；但是，已在少数临床研究中使用。在2001年，Biosite公司（圣地亚哥，CA）将通过美国食品xxx（FDA）批准的{dy}项快速免疫检测在美国市场上推出。其后，Roche诊断（印第安纳波利斯，IN）推出了NT-proBNP的免疫检测；Bayer诊断（塔利顿，NY）和Abbott诊断（雅培实验室，雅培园区，IL）推出了BNP检测。因为Biosite最早推出检测，很多临床研究都在使用这种方法，而使用Roche的较少，用Bayer的就更少。但是，迄今为止，所有通过FDA批准的检测都与心衰临床诊断具有较好的相关性。
Biosite、Roche和Bayer每一家都建议其检测结果不应互换使用，尽管Biosite和Bayer建议使用相同的cutoff 值(100 ng/L)。将Roche和Bayer检测与Biosite Triage检测进行对比， 显示结果不同。但是，有少数独立研究对比了这些FDA新近批准的分析结果。在这次研究的时候，对急诊中心的病人用的是Biosite Triage检测的BNP结果，但我们也对可让我们对住院病人和门诊病人进行更高工作效率、自动化方法的BNP检测有兴趣。由此引发了如果我们对这些病人使用不同的方法得出的结果是否可以互换的问题。
由此，我们进行了一项研究，对急诊中心病人用血浆样本进行BNP检测。该项目由本院人类研究委员会批准。我们的目的如下：(1)对比Biosite、Roche和Bayer 检测结果以确定结果是否可以互换；(2) 确定使用厂商cutoff值时检测结果之间的一致性；(3)评估肾功能减弱对BNP检测结果的影响。因为研究中医师们关心的是病人们可以使用Biosite的BNP结果，本研究本意并非主要用于评估检测的诊断xx度。但病人的临床信息由记录回顾获得。
资料与方法
基于标示血浆BNP在玻璃管中的稳定性低于在塑胶管中的研究，Bayer推荐使用塑胶采样管。Biosite和Roche没有指定试管的类型。所以，所有的血样(n = 136)都用含EDTA的塑胶管采集(Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ)。样本来源于急诊中心医师特别要求BNP检查的病人(n = 134)。血样由急诊中心职员采集并由气动导管传送至我们的stat实验室。
血样进行离心，血浆单独用于Biosite Triage检测仪（一种使用荧光免疫法检测的即时检验设备）检测BNP。因为在我们开始收集Biosite方法检测结果的时候没有两种方法对比可用的试剂，也由于人员限制不可能同时进行三种方法，血浆被立即分成2或3份并保存在–30°C 塑胶管中。血浆冷冻保存在–30°C (最多6个月) 直到使用Bayer BNP和Roche NT-proBNP检测。Bayer指出血浆稳定性在低于–20°C可达9个月，而Roche在–20°C时为12个月。Bayer BNP检测是运行在ADVIA Centaur上的化学发光免疫测定。Roche NT-proBNP是运行在Elecsys 2010上的电化学发光免疫测定。
为了更好地评估肾功能与钠尿肽之间的关系，另外的有肌酐水平升高的28例病人的35份EDTA抗凝血样(在塑胶管里)进行离心，血浆也–30°C冷冻保存。这些样本与急诊中心的样本一起用Bayer和Roche方法进行检测，但出于成本原因，没有使用Biosite方法。冷冻的血浆样本在解冻和再离心后成批进行检测。一个指定病人的两份样本在8小时内用Bayer和Roche方法按相同的工作速度进行检测。因为部分冷冻样本没有包含足够的血浆来进行所有方法检测，以及额外的高肌酐水平样本没有用Biosite方法检测，{zh1}的样本数量如下：Biosite：136；Bayer：167；Roche：169。低于或超过每种方法检测阈值的结果都被排除在回归分析以外，但包含在肾功能和一致性分析中，因而造成了结果数量的不同。
批内检测和批间检测的不精密度研究使用厂商的质控样本(Roche和Bayer)、新鲜血浆样本(批内, Biosite)、冷冻血浆样本(批间, Biosite)进行。厂商建议BNP临床判定cutoff值如下：Biosite 和Bayer：100 ng/L；Roche：125 ng/L (年龄低于75岁者)和450 ng/L (年龄高于75岁者)。病人的记录由两位医师进行回顾(E.S.和J.E.) 作出临床诊断，并检查血清肌酐结果。因为我们肌酐xx或身体质量指数信息，血清肌酐水平作为肾功能的替代指标。
对评估各方法之间的关系和基于这种关系转换结果的能力进行统计分析。通过Windows8.02版本软件上的SAS 系统(SAS, Cary, NC)，成对的结果进行多元回归分析，包括肾损伤(肌酐水平)、年龄和性别作为可能预测变量。变量在5%水平不具有重大意义被排除在模型以外。常态、独立性和方差的同质性用残差模型和{zj0}拟合回归方程核对，相关系数和均方根(RMSE, 一种数据的离散方法)判定。对每一个成对的方法进行一致性分析，在每一对之间的诊断相符用厂商的cutoff值进行计算。
肾损伤的影响通过设置一个逻辑回归模型进行评估，对每一个检测使用肌酐水平以预测阳性或阴性BNP或NT-proBNP值并进行受试者特性(ROC)分析。每一个模型用不同的肌酐cutoff值指示肾损伤得到ROC曲线。肾损伤与BNP或NT-proBNP结果之间的关系的意义在5%水平用Wald似然比统计。
结果
病人种群统计
171份血浆样本(急诊中心136份和常规实验室35份) 来自于162例病人，其中93人被认为与心衰诊断一致。与设想相同，有显著数量的病人有心血管病史(n = 88)、高血压(n = 89)、27人有慢性肺病病史、47人有糖尿病(1型或2型)、48人血清肌酐水平超过2 mg/dL (177 µmol/L)。肌酐水平超过2 mg/dL (177 µmol/L)或更多的病人中，26人有晚期肾病(25人接受血液透析，1人接受腹膜透析)、, 16人有慢性肾衰、5人有急性肾衰。病人平均年龄71.0岁(范围：30-96岁)，其中79例男性(年龄中值：71岁)，83例女性(年龄中值：75岁)。
各种方法之间的关系
批内检验和批间检验变异系数如❚Table 1❚，与厂商的报告和其他研究者相似。每一种方法的平均值、中值和结果的范围见❚Table 2❚。因为结果越高值偏差越大，每一种方法得出的结果分布都有偏差，用所有的数据值范围和用约为cutoff值(Biosite和Bayer：300 ng/L、Roche：≥75岁, 1,500 ng/L) 3倍的限制范围进行回归分析。这种调整的方法得到结果的正态分布并增加了回归关系的有效性。所有数据范围的回归图表见❚Figure 1❚，调整与未调整的相关性与RMSE统计回归方程见❚Table 3❚。
Bayer的结果大部分都低于Biosite结果(Bayer = 0.53 Biosite + 6.8, 调整、Bayer = 0.57 Biosite + 23.1, 未调整)。尽管未调整的对比相关性更好，看来主要由于RMSE比调整数据(Figure 1A; Table 3, Bayer vs Biosite)约高10倍所增加范围的影响。Roche方法得到的结果比那些由Bayer和Biosite方法得到的结果要高得多，性别在Roche结果与Biosite对比时是一个显著因素(P = .0371)。由此，Roche vs Biosite的回归方程式对男性与女性不同(Roche = 4.93 Biosite + 71.7 – 221.3 [女性], 调整、Roche = 6.09 Biosite – 220.4 + 1,131.6 [女性], 未调整)。用未调整数据增加的范围并未提高该对比的相关性，因为数据在高水平比低水平的离散更差(Figure 1B; Table 3, Roche vs Biosite)。Roche vs Bayer 对比显示没有性别影响(Roche = 6.13 Bayer + 163.6, 调整、Roche = 15.34 Bayer + 2,400.8,未调整) ，在3个对比中相关性{zd1} (Figure 1C; Table 3, Roche vs Bayer)。
结果一致性
Biosite vs Bayer、Biosite vs Roche和Bayer vs Roche 的结果对比见❚Table 4❚和❚Table 5❚。检测与诊断值之间的匹配分别为88.6%, 84.3%和87.3%。
肾功能减弱的影响
每一种方法血清肌酐水平与BNP或NT-proBNP结果之间的关系见❚Table 6❚。尽管逻辑回归分析中在不同的水平检测了血清肌酐，数值为2 mg/dL (177 µmol/L)或更高值被认为是肾损伤一个合理的预测值。Wald似然比有显著意义，ROC线下区域都显示平均肌酐水平与阳性或阴性BNP或NT-proBNP结果相关联。Biosite群组包括少数肌酐水平为2 mg/dL (177 µmol/L) 或更高的样本，因为额外的35份肌酐水平升高的样本没有使用这种方法检测，所以，Biosite阳性或Biosite阴性结果的平均肌酐水平比Bayer和Roche群组要低。无论是Biosite还是Bayer的方法平均肌酐水平与阳性或阴性结果的关联都没有显著差异。但是，发现Roche方法肌酐水平和NT-proBNP有显著关系(Wald P = .0109)，阳性病例的平均肌酐水平更高，43例肌酐水平升高者中有43例NT-proBNP值升高。
讨论
BNP和NT-proBNP对评估心衰的有效性已确定，这些标志物用于病人监测的研究也在日益增加。如果这样监测门诊病人，对医师和病人来说不同检测的使用很可能会成为一个问题，特别是如果对比发生在BNP和NT-proBNP检测之间。在本次研究进行时，我们感兴趣的是确定是否不同检测的结果可以互换。因为这些方法之间众所周知存在偏差，我们评估了将一种方法的结果用逻辑回归分析得出的关系转化成另一种方法的可能性。
在每一个回归对比中，调整数据的等式(如Biosite和Bayer为<300 ng/L、Roche为<1,500 ng/L) 被认为可能可以用于由一种方法的结果预测另一种方法的结果。但是，当使用所有数据范围的等式时，最可能确定的是如果Biosite值超过300 ng/L，相对应的Bayer值可能超过175 ng/L，Roche值可能超过1,550 ng/L。Figure 1回归图中有些残值显示远远超过方法不精密度可测量值，{zd0}的可能性在于分布有偏差并包括一些极端值。但也有可能表现偏移，因为各种方法应用的抗体不同。将升高的Biosite结果转换为相当的Bayer或Roche结果用于病人的后续跟踪，相关性差且与所有数据范围相关的RMSE值高，我们认为，这样的转换并不可靠。因为在心衰病人中BNP 改变50%被认为是判断标准。 我们的发现提示所有的结果应由同一种方法决定。
我们不知道还有任何与我们的类似的公布的数据描述的三方比较。Fischer等人比较了Biosite与Shionogi检测和一种非商用NT-proBNP检测，发现Biosite = 1.579 Shionogi – 2.947。但是，Maisel等人的一项小研究显示Biosite和Shionogi方法之间更好的一致性 (Biosite = 0.9588 Shionogi + 2.7949)。因为Bayer方法使用的是Shionogi抗体，希望中Bayer和Shionogi检测会有相同的结果。Wu等人所进行研究的结果支持这一预期(Bayer = 1.11 Shionogi – 1.19)。而Fischer等人将Biosite检测与Shionogi检测之间的关系描述与我们的Biosite vs Bayer发现(Biosite = 1.89 Bayer – 12.8)相一致。近来Wu等人的结果(Bayer = 0.78 Biosite + 5.89)和Bayer包装内说明所公布(Bayer = 0.74 Biosite – 0.60; r = 0.90)都与我们的发现相似，尽管这些报告中的Bayer BNP并没有我们研究中的这么低。我们研究使用的样本都依照Bayer要求冷冻保存，一些Bayer结果比Biosite结果高。因此，我们认为这一区别是真实而非假象。尽管据说Biosite和Bayer (或Shionogi) 测量相同的分子(如BNP)，数字上的差别应缘于抗体特异性的区别。
Roche诊断描述其与Biosite之间的关系如下：Roche = 13.897 Biosite + 867.76。在一次对Roche NT-proBNP检测的多中心评估中，Yeo等人作出结论认为Roche和Biosite之间有“合理的相关性”。该研究中简单的线性回归分析得到斜率为5.99、正截距为1,107；BNP水平低于300 ng/L的样本限制回归分析结果斜率为6.29、正截距101。Yeo 等人的数据和Roche与我们的发现相似(Figure 1。有趣的是在NT-proBNP与Biosite BNP的对比中，很多高NT-proBNP值的病人却报告为BNP值正常。作者并不知道存在这些差异的原因，也没有提到缘于这些病例的肾功能。当使用厂商建议的cutoff 值用于我们的研究样本时，诊断与检测之间的一致性没有显著差异。Biosite vs Bayer一致性为88.6%，与Wu等人发现的94.0%相似。
因为我们的研究中包括可疑心衰的病人或已明显心衰诊断的病人，Table 6 中显示大多数病例BNP或NT-proBNP水平升高。ROC分析可评估肌酐和钠尿肽水平之间的关系，Wald似然比用于确定评价BNP或NT-proBNP结果正常或升高时平均肌酐值是否有显著差异。基于这些检测Biosite或Bayer结果肌酐水平没有显著关系。但是，Roche结果与肌酐水平具有显著关系(Wald P = .0109)，43例血清肌酐水平升高的病例{bfb}出现NT-proBNP值升高。该分析发现年龄也与Roche的结果相关(Wald P = .0262)。因为NT-proBNP被认为由肾脏xx，并在肾病病人和随年龄升高，这样的结果并非出乎意料。当肌酐cutoff值为1.5 mg/dL (133 µmol/L)时，Roche方法依然在68例病例中有67例NT-proBNP升高。这些发现与建议需要检测NT-proBNP肾衰病人采取更高的cutoff值是相一致的。
结论
本研究是对相对少数病人的一项初步研究，但是，统计发现支持用回归关系并不能可靠地将一种方法的结果转换为另一种方法的结果的结论。肾损伤对Roche结果的影响比Biosite或Bayer方法要大，建议对这种情况的病人采取更高的cutoff 值可能会更适当。可能会有人批判说三种方法事实上不能同时完成，但实际操作排除了这种可能性。我们仔细按照厂商要求对样本进行储存。所有讨论的方法都显示对心衰评估有益；但是，肾损伤对钠尿肽水平的影响需要进一步研究。如果发现监测门诊病人有益于临床，并且更多的检测能进入市场，势必将来实验室要教育医师各种检验结果之间的区别。
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